Auswirkung reinen Sauerstoffs nach hämorrhagischem Schock auf die Niere des atherosklerotisch vorerkrankten Schweins

Abstract

Der hämorrhagische Schock ist nach Schädel-Hirn-Trauma die häufigste Todesursache bei schweren Traumata mit Todesfolge. Dabei sorgt eine im Verlauf auf-tretende überschießende Entzündungsreaktion mit Multiorganversagen für einen großen Anteil der Letalität. Die Grundlage besteht in physikalischen Gewebsschädigungen, Sauerstoffminderversorgung des Gewebes und vermehrtem Anfall von Radikalen Sauerstoffspezies im Gewebe nach Reperfusion. Die Niere ist im Verlauf des Schockgeschehens durch die Kombination aus Minderperfusion und erhöhte metabolische Ansprüche besonders vulnerabel gegenüber hypoxischen Schäden. Außerdem zeigten epidemiologische Studien besonders fulminante Verläufe von Traumapatienten mit vorbestehenden, chronischen Nierenerkrankungen. Eine wichtige, therapeutische Säule ist angesichts des Missverhältnisses aus Sauerstoffbedarf und -angebot die Beatmung mit hohem Sauerstoffanteil. Diese wird im klinischen Alltag angesichts der möglichen, toxischen Nebenwirkungen insbesondere durch Sauerstoffradikale, wie sie zudem auch in der Pathophysiologie des Schocks von Bedeutung sind, kritisch betrachtet. Diese Arbeit untersuchte nun Auswirkung einer 24-stündigen Beatmungstherapie mit reinem Sauerstoff bei Schweinen, bei denen zuvor durch Blutentnahme ein hämorrhagischer Schock herbeigeführt und durch Retransfusion, sowie supportive medizinische Maßnahmen behandelt wurde. Der Fokus lag auf der Nierenfunktion. Außerdem wurde die Therapieeffizienz einer Sauerstoffadministration bei vorerkrankten Schweinen beleuchtet. Bei den Tieren manifestierte sich durch eine Rezeptormutation eine familiäre Hypercholesterinämie. Mit zusätzlicher, speziell atherogener Diät entwickelte sich auf Grund hoher Blutfett-werte eine Atherosklerose mit koronarer Herzerkrankung und beeinträchtigter Kreatinin-Clearence. Nach einer Vorbereitungsphase mit Instrumentierung und kurzer Ruhephase wurde durch Entnahme von dreißig Prozent des kalkulierten Blutvolumens der hämorrhagische Schock eingeleitet. Nach dreistündigem Schock wurde dann das Blut des Schweins retransfundiert und die intensivmedizinische Versorgung mit Volumen-, Noradrenalingabe und lungenprotektiver Beatmung mit variierendem Sauer-stoffanteil begonnen. Dabei fand die randomisierte Zuteilung der Tiere in zwei Gruppen statt. Während die Kontrollgruppe eine Standardtherapie erhielt, wurde in der Hyperoxiegruppe der inspiratorische Sauerstoffgehalt auf 100% bis 24 Stunden nach dem Schock angehoben und danach standardisiert wie in der Kontrollgruppe angepasst. Direkt vor bzw. nach dem hämorrhagischen Schock, sowie in anschließenden Intervallen von zwölf Stunden bis insgesamt 48 Stunden nach dem Schock fan-den Messzeitpunkte statt. Gemessen wurden hämodynamische Paramater; es erfolgten Blutgasanalysen und Blutentnahmen für Entzündungswerte und Parameter oxidativen Stresses. Was die Nierenfunktion und deren Beeinträchtigung betrifft, wurden die Urinproduktion, der arterielle Blutfluss der rechten Niere, renal-venöse Blutgasanalysen, Retentionswerte sowie die Kreatinin-Clearance ermittelt. Nach dem Tod des Versuchstieres wurde außerdem eine Niere für die histologische, immunhistochemische und immunbiologische Aufarbeitung entnommen. Ein Trend zeigte bei den mit reinem Sauerstoff beatmeten Tieren eine bessere Überlebensrate ohne statistische Signifikanz. Die Sauerstoffgruppe imponierte weiterhin durch konstant niedrigere Kreatinin-Serumwerte, sowie einer leicht besseren Kreatinin-Clearence ohne statistische Signifikanz. Sowohl die Hämoxygenase-1, als auch die gespaltene Caspase-3 waren im Nierengewebe bei Hyperoxie deutlicher exprimiert. Immunhistochemisch imponierte die Niere der Sauerstoffgruppe durch verminderte 3-Nitrotyrosinbildung, weniger extravaskuläres Albumin und höher exprimierter Cystathionin-y-lyase. Dies lässt den Schluss auf milder ausgeprägte Hypoxie, sowie weniger oxidativen und nitrosativen Stress zu. Mit dem komorbiden Schwein wurde eine gute Annäherung an ein klinisch realitätsnahes Szenario etabliert. Das umfangreiche hämodynamische Monitoring war in diesem experimentellen Design sehr hilfreich, um die Qualität des hämorrhagischen Schocks und dessen Kompensation durch das Tier verfolgen zu können, wobei eine Verbindung zwischen Komorbidität und Empfänglichkeit für hämorrhagi-sche Kreislaufdepression ersichtlich wurde. Auf die Nierenfunktion wirkte sich reine Sauerstoffbeatmung nach hämorrhagischem Schock tendenziell positiv aus. Insgesamt ließe sich der positive Effekt des Sauerstoffs auf die Nierenfunktion am ehesten mit einer besseren Mitochondrienfunktion und somit einer ausgeglichenen Energiebilanz, sowie dem Wechsel von nekrotischem zu apoptotischem Zelltod bei un-veränderter Belastung durch sowohl oxidativen, als auch nitrosativen Stress erklären. Im klinischen Alltag sollte sich gerade bei der Frage des richtigen inspiratorischen Sauerstoffgehalts der therapeutische Ansatz mehr nach dem individuellen Risikoprofil der Intensivpatienten richten, in das verschiedene Faktoren wie Alter und Vorerkrankungen einbezogen werden.